JPH08125270A - 積層型半導体レーザ - Google Patents

積層型半導体レーザ

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JPH08125270A
JPH08125270A JP26551394A JP26551394A JPH08125270A JP H08125270 A JPH08125270 A JP H08125270A JP 26551394 A JP26551394 A JP 26551394A JP 26551394 A JP26551394 A JP 26551394A JP H08125270 A JPH08125270 A JP H08125270A
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JP
Japan
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semiconductor laser
layer
solder
insulating layer
elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP26551394A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyuki Matsushita
規由起 松下
Kinya Atsumi
欣也 渥美
Yuji Kimura
裕治 木村
Katsunori Abe
克則 安部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2つの半導体レーザ素子を積層してなる積層
型半導体レーザにおいてそれらの素子間からはみ出たは
んだが下側の素子の発光層を覆いにくくする。 【構成】 半導体レーザ素子の上部電極8上の周辺部に
絶縁層(SiO2 )7が形成されている。この図3に示
す半導体レーザ素子を積層する場合、下側の素子の絶縁
層7上に、上側の素子のはんだ層10が位置する。ここ
で、絶縁層7ははんだ濡れ性が悪いため、2の素子を接
合する際に、はんだが素子間の外にはみ出したとして
も、それが下側素子の発光層に付着することがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数個の半導体レーザ
素子を積層して構成した積層型半導体レーザに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体レーザにおいて
は、図6に示すように2個の半導体レーザ素子100、
200を端面をそろえ、図9に示すように半導体レーザ
チップ22としてヒートシンク23上に積層する。ヒー
トシンク23上に積み上げた半導体レーザチップ22を
ずれないようにして加熱、加圧し、はんだを溶かして接
着させる。
【0003】なお、2個の半導体レーザ素子100、2
00は、それらの間のはんだによって接合が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように2つの素子を積層する場合、はんだが両素子の間
からはみ出し、図10に示すように下側の素子の端面に
垂れ、それが下側の素子の発光層を覆ってしまい、その
結果、光出力の低下を招いてしまうなどの問題が生じ
る。なお、図10中の20、21はそれぞれの半導体レ
ーザ素子の発光層を示し、22は素子間からはみ出たは
んだを示している。
【0005】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、素子間からはみ出たはんだが下側の素子の発光層を
覆いにくくすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願発明者等は、絶縁層
上でははんだの濡れ性が悪いということに着目し、これ
を利用して、はんだのはみだしを低減させるようにし
た。このような検討をもとになされた本発明は、上記目
的を達成するため、請求項1に記載の発明においては、
上端に上部電極(8)を有し下端にはんだ層(10)を
有してなる第1、第2の半導体レーザ素子(100、2
00)を、第2の半導体レーザ素子(200)のはんだ
層(10)により、前記第1の半導体レーザ素子(10
0)の上部電極(8)上に前記第2の半導体レーザ素子
(200)を積層形成してなる積層型半導体レーザにお
いて、前記第1の半導体レーザ素子(100)の上部電
極(8)の周辺部に絶縁層(7)が形成されていること
を特徴としている。
【0007】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記第1の半導体レーザ素子(10
0)は、レーザ光を出力する活性層(4)を含む複数の
層から構成される半導体レーザ構成要素(1〜6)の上
部に、発光領域のストライプ幅を規定する絶縁層(1
1)上に前記上部電極(8)が形成され、さらにこの上
部電極(8)の周辺部に前記絶縁層(7)が形成されて
いることを特徴としている。
【0008】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
2に記載の発明において、前記第1、第2の半導体レー
ザ素子(100、200)が、レーザ光出力方向にずれ
て積層されていることを特徴としている。なお、上記各
手段のカッコ内の符号は、後述する実施例記載の具体的
手段との対応関係を示すものである。
【0009】
【発明の作用効果】請求項1乃至3に記載の発明によれ
ば、第1の半導体レーザ素子の上部電極上に、第2半導
体レーザ素子の下端に形成したはんだ層を位置させて、
第1、第2の半導体レーザ素子を積層形成する。ここ
で、第1の半導体レーザ素子の上部電極の周辺部に絶縁
層が形成されている。
【0010】従って、このような積層型半導体レーザに
おいて、第1の半導体レーザ素子の上部電極の周辺部に
絶縁層を設けることによって、絶縁層のはんだ濡れ性が
悪いため、下側に位置する第1の半導体レーザ素子の端
面には、はんだが回り込みにくくなる。このため、はみ
出したはんだが第1の半導体レーザ素子の発光層の部分
を覆ってしまうという不具合をなくすことができる。
【0011】また、請求項3に記載の発明によれば、第
1、第2の半導体レーザ素子が、レーザ光出力方向にず
れて積層されている。従って、はんだが下側の半導体レ
ーザ素子に垂れるということが一層なくなる。
【0012】
【実施例】
(第1実施例)図1に半導体レーザ素子の斜視図を示
し、図2に図1のAA’断面を示す。これらの図に示す
ように、n−GaAs基板1上に、n−GaAs層2、
n−AlGaAsクラッド層3、AlGaAs/ GaA
s多重量子井戸構造からなる活性層4、p−AlGaA
sクラッド層5、p−GaAs層6が順次積層されてい
る。
【0013】p−GaAs層6上の周辺部には、絶縁層
(SiO2 )7が形成されており、その絶縁層7が形成
されていない中央部には、Cr/Auからなるp型電極
8が形成されている。また、n−GaAs基板1の裏面
には、AuGe/Ni/Auからなるn型電極9が形成
され、さらにその上にAu/Snはんだ層10が形成さ
れている。なお、図中の矢印は、活性層4からのレーザ
光出力方向を示している。
【0014】上記の半導体レーザ素子は以下のようにし
て製造される。まず、n−GaAs基板1上に、n−G
aAs層2、n−AlGaAsクラッド層3、AlGa
As/ GaAs多重量子井戸構造からなる活性層4、p
−AlGaAsクラッド層5、p−GaAs層6を、有
機金属気相エピタキシ( MOCVD:Metal Organic Chem
ical Vapor Deposition )法により積層して半導体レ
ーザ構造を構成する。
【0015】この後、SiO2 からなる絶縁層7をプラ
ズマCVD法によって成膜して、エッチングにより中央
部を除去する。このとき、SiO2 幅は、図5におい
て、aを25μm、bを100μmとする。次に、この
上にレジストのパターニングにより、上記中央部にCr
/Auからなるp型電極8を電子ビーム蒸着により所定
の厚さに成膜し、その後360°Cでアニール処理を行
いオーミックコンタクトをとる。
【0016】この後、チップ化の際のへき開を容易にす
るためにn−GaAs基板1を研磨し、ウエハ厚を10
0μm程度とする。そして、この基板1の裏面にAu−
Ge/Ni/Auからなるn型電極9を電子ビーム蒸着
により所定の厚さに成膜し、さらに熱処理を行ってオー
ミックコンタクトをとる。その後、Au−Snはんだ層
10を電子ビーム蒸着により形成する。
【0017】レーザ光の出力面は鏡面でないとレーザ発
振が起こらないので、短冊化によりできるへき開面を発
光端面とする。発光端面には端面の保護と光出力の効率
を向上させるために出力端面に低反射膜、他の一方の端
面に高反射膜を設ける。この後チップ化を行う。こうし
て作製した半導体レーザチップを、図9に示すようにヒ
ートシンク23の上に2個乗せ、図6に示すように端面
をそろえてヒートシンク23上に積層する。ヒートシン
ク23上に積み上げた半導体レーザチップ22をずれな
いようにして加熱、加圧し、はんだを溶かして接着させ
る。
【0018】このようなダイボンドの次に半導体レーザ
の電気的コンタクトをとるために上部のP型電極8と駆
動回路配線とをAuのワイヤ24でボンディングする。
最後に缶封入を行い半導体レーザの完成品とする。以上
のようにして2つの素子を接合する際、はんだが素子間
の外、つまり端面部にはみ出すことがほぼなくなり、仮
にはみ出したとしてもはんだの濡れ性の悪い絶縁層7を
避け、図8に示すように上側の素子の端面に付着する。
【0019】なお、絶縁層7の材料としては、上記した
SiO2 以外に、SiOX 、SiC、SiN、DLC等
を用いることができるが、はんだの濡れ性が電極材料に
比べて悪い材料であればこれに限られるものではない。
また、絶縁層7の厚さは、電気的な絶縁がとれれば良
い。半導体レーザ素子には電圧として40V程度が加わ
るので、厚さは1000Å以上が望ましい。上限として
は膜応力により膜剥がれが発生しないこと、および成膜
時間の関係から数μm程度が望ましい。
【0020】なお、積層する半導体レーザ素子は、上記
のように2個に限らず、それより多くしてもよい。 (第2実施例)図3に、この第2実施例の半導体レーザ
素子の斜視図を示し、図4に図3のBB’断面を示す。
【0021】これらの図において、p−GaAs層6上
に、絶縁層11を形成し、これに窓部12を形成して、
半導体レーザ素子のストライプ幅(すなわち、発光領域
のストライプ幅)を規定する。この上に、p型電極8を
形成し、さらに、その上の周辺部に絶縁層7を形成し、
絶縁層7の中央部においてp型電極8が露出するように
構成される。すなわち、第1実施例とは、絶縁層7がp
型電極8の上に存在し、さらにストライプ状の絶縁層1
1がp−GaAs層6とp型電極8の間に介在している
点で相違する。
【0022】この第2実施例における半導体レーザ素子
は以下のようにして製造される。まず、GaAs基板1
上に所定のエピタキシャル層2〜6を第1実施例と同様
に形成した半導体レーザ構造に、SiO2 からなる絶縁
層11をプラズマCVD法によって成膜して、エッチン
グにより窓開けをし、窓部12を形成する。引き続き、
この上にCr/Au からなるp型電極8を電子ビーム
蒸着により所定の厚さに成膜し、その後360°Cでア
ニール処理を行い、オーミックコンタクトをとる。この
後、第1実施例と同様に基板を研磨して、n型電極9お
よびAu−Snはんだ層10を形成する。
【0023】次に、p型電極8上部にSiO2 7をプラ
ズマCVDによって成膜し、さらにエッチングにより中
央部を除去する。このとき、SiO2 幅は、図5におい
て、aを80μm、bを100μmとする。次に、第1
実施例と同様に基板のへき開、反射膜の形成、チップ化
を行い、半導体レーザの完成品とする。以上のようにし
て半導体レーザ素子を作製し、この半導体レーザ素子
を、第1実施例と同様、ヒートシンクの上に2個乗せ
て、積層型半導体レーザを構成することにより第1実施
例と同様の効果を得ることができる。
【0024】ここで、この第2実施例においては、第1
実施例と異なり、図5に示すaを大きくすることができ
る。これは、第1実施例では、発光端面からaだけ電極
がなく電流が注入されないため、この領域は光が吸収さ
れることになり、aのサイズを大きくすることができな
い。このaのサイズは、端面への、はんだのはみ出しを
考えると大きくした方がよい。従って、この第2実施例
のように、絶縁層11およびp型電極8にて発光端面か
らの電流注入を行えるようした後に、p型電極8上に絶
縁層7を形成することにより、aのサイズを自由に設計
することができ、従ってaを大きくして、はんだのはみ
出しをより少なくすることができる。 (第3実施例)第1実施例あるいは第2実施例にて作製
した半導体レーザチップをヒートシンクの上に2個乗
せ、図7に示すように端面をずらしてヒートシンク上に
積み上げる。以下、第1、第2実施例と同様に積層型半
導体レーザを作製する。
【0025】このようにして作製したレーザにおいて
は、はみ出したはんだ層が下側素子の出力側端面に付着
することがなくなり、図6に示す積層構造よりも効果が
大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の半導体レーザの斜視図である。
【図2】第1実施例の半導体レーザのAA’断面図であ
る。
【図3】第2実施例の半導体レーザの斜視図である。
【図4】第2実施例の半導体レーザのBB’断面図であ
る。
【図5】半導体レーザの上面図である。
【図6】半導体レーザを積層して形成した積層型半導体
レーザの斜視図である。
【図7】半導体レーザをずらして積層形成した積層型半
導体レーザの斜視図である。
【図8】本発明による積層型半導体レーザにおいてはん
だがはみ出した様子を示す図である。
【図9】半導体レーザをヒートシンクにダイボンドした
状態を示す斜視図である。
【図10】従来の積層型半導体レーザにおいてはんだが
はみ出した様子を示す図である。
【符号の説明】
1……n−GaAs基板、2……n−GaAs層、3…
…n−AlGaAsクラッド層、4……AlGaAs /
GaAs多重量子井戸構造からなる活性層、5……p−
AlGaAsクラッド層、6……p−GaAs層、7…
…SiO2 絶縁層、8……p型電極、9……n型電極、
10……Au−Snはんだ層、11……SiO2 絶縁
層、12……窓部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 克則 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上端に上部電極を有し下端にはんだ層を
    有してなる第1、第2の半導体レーザ素子を、第2の半
    導体レーザ素子のはんだ層により、前記第1の半導体レ
    ーザ素子の上部電極上に前記第2の半導体レーザ素子を
    積層形成してなる積層型半導体レーザにおいて、 前記第1の半導体レーザ素子の上部電極の周辺部に絶縁
    層が形成されていることを特徴とする積層型半導体レー
    ザ。
  2. 【請求項2】 前記第1の半導体レーザ素子は、レーザ
    光を出力する活性層を含む複数の層から構成される半導
    体レーザ構成要素の上部に、発光領域のストライプ幅を
    規定する絶縁層上に前記上部電極が形成され、さらにこ
    の上部電極の周辺部に前記絶縁層が形成されていること
    を特徴とする請求項1に記載の積層型半導体レーザ。
  3. 【請求項3】 前記第1、第2の半導体レーザ素子が、
    レーザ光出力方向にずれて積層されていることを特徴と
    する請求項1又は2に記載の積層型半導体レーザ。
JP26551394A 1994-10-28 1994-10-28 積層型半導体レーザ Pending JPH08125270A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026465A (ja) * 2000-07-12 2002-01-25 Denso Corp 半導体レーザおよびその製造方法
JP2006338875A (ja) * 2006-09-08 2006-12-14 Konica Minolta Holdings Inc 光ピックアップ装置及びその光源ユニット
JP2007129162A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Sharp Corp 半導体レーザ装置および半導体レーザ素子
JP2008226452A (ja) * 2008-06-20 2008-09-25 Konica Minolta Holdings Inc 光ピックアップ装置及びその光源ユニット
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JP2011222675A (ja) * 2010-04-07 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法

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Effective date: 20040803